KR100670790B1 - 이동 ＩＰｖ6 환경에서 ＡＡＡ기반 구조를 통한ＩＰＳｅｃ 보안 연계 분배 방법 - Google Patents

이동 ＩＰｖ6 환경에서 ＡＡＡ기반 구조를 통한ＩＰＳｅｃ 보안 연계 분배 방법 Download PDF

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Abstract

이동 IPv6 환경에서 AAA(Authentication Authorization Accounting) 기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 본 발명은 AAA 기반 구조와 연동된 모바일 IPv6환경에서 이동 노드와 홈에이전트간에 IPSec 보안 연계를 분배하는 IPSec 보안 연계 분배 방법에 있어서, 이동 노드가 상기 AAA기반구조로 보안 연계 분배를 요청하면 소정의 인증 절차를 거쳐 상기 홈에이전트에 보안 연계 분배에 필요한 정보를 요청하는 과정, 홈에이전트로부터 보안 연계 분배 요청의 정책 정보와 일치하는 정책의 존재 여부와 알고리듬 선택 메시지를 수신하면 그 메시지를 바탕으로 보안 연계 구성 정보를 생성하는 과정, 생성된 보안 연계 정보 메시지를 상기 이동 노드 및 상기 홈 에이전트로 분배하는 과정을 포함한다.

Description

이동 ＩＰｖ6 환경에서 ＡＡＡ기반 구조를 통한 ＩＰＳｅｃ 보안 연계 분배 방법{Method for distributing IPsec SA via AAA infrastructure in mobile IPv6 environment}
도 1은 본 발명에 따른 AAA기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 AAA기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 방법의 흐름도이다.
본 발명은 IPsec(IP security protocol) 보안 연계 시스템에 관한 것이며, 특히 모바일(mobile) IPv6 환경에서 AAA(Authentication Authorization Accounting) 기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 방법 및 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 IPv6는 기존 IPv4의 주소고갈 문제 뿐 아니라 향후 필요하게 될 다양한 기능들을 고려하여 개발되었기 때문에 충분한 글로벌 주소의 제공, 자동 주소 생성, 향상된 보안성, 이동성 지원 등의 다양한 특성을 가지고 있다.
이 중에서 이동성을 지원하는 것은 무선 환경에서의 전송과 관련된 문제(신뢰성, 핸드 오프 등)를 비롯하여 IP 프로토콜 관련 문제(어드레싱, 라우팅 등), 그리고 보안 관련 사항 등에 대한 요구사항을 모두 고려해야 하므로 매우 어려운 문제 중의 하나이다. 만약 IP 프로토콜에서 이동성을 특별히 지원하지 않을 경우, 컴퓨터가 홈 링크가 아닌 다른 링크에 접속된다면 해당 컴퓨터로 향하는 패킷은 전달될 수 없다. 컴퓨터가 여러 링크를 이동해 다니더라도 지속적인 통신이 가능하려면, 해당 컴퓨터는 링크를 옮길 때 마다 자신의 IP 주소를 변경할 수 있어야 하는데 이는 전송 계층 이상의 연결을 잃게 되는 결과를 가져온다.
모바일 IPv6는 IPv6 환경에서 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 프로토콜로써 이동 컴퓨터가 자신의 IPv6 주소, 즉 홈 주소를 변경하지 않고도 링크들을 이동해 다니며 통신할 수 있도록 하는 프로토콜을 정의하고 있다. 이 프로토콜을 사용하여 이동 컴퓨터의 홈 주소를 목적지로 하는 패킷들은 이동 컴퓨터가 어느 링크상에 위치해 있던지 상관없이 이동 컴퓨터로 전달될 수 있다. 하지만 이러한 이동성은 이동노드가 홈 도메인 내에서 이동할 경우에만 지원이 되며, 홈 도메인을 벗어난 이동노드가 외부 도메인에서 이동성 서비스를 받으려면 홈 도메인에서 해당 단말에 대한 인증이 이루어져야 한다. 이러한 로밍(roaming) 환경에서의 인증 문제 등은 AAA 기반구조를 사용함으로써 해결될 수 있다. AAA 기반 구조는 가입자의 인증, 권한 인가 및 과금 처리 기능을 수행하는 프로토콜의 일종이다.
또한 모바일 IPv6가 이동성을 지원하기 위해서는 프리픽스 정보 전달, 자동적인 주소생성, 바인딩(binding) 갱신과 같은 서비스들이 필요하다. 이러한 서비스 들은 항상 악의적인 공격자에 의해 손상될 가능성이 있으며 모바일 IPv6의 보안 취약성과 매우 밀접한 관련을 가진다. 특히, 이동 노드와 홈에이전트 사이의 트래픽은 IPSec를 통해 보호되어야 하며, 이를 위해서 두 노드 사이에는 사전에 설정된 보안연계가 존재해야만 한다. 하지만 IPSec 보안 연계를 자동으로 분배하기 위한 방법인 IKE(Internet Key Exchange) 프로토콜은 오버 헤드가 상당하고 이로 인해 단말이 이동하는 모바일 IP 환경에서 끊김없는 서비스를 제공하기 어렵다는 문제를 지닌다.
따라서 최근에는 AAA 기반구조를 통하여 AAA의 기본적인 기능인 인증, 권한검증, 과금의 문제 뿐 아니라 모바일 IP의 동작을 좀 더 효과적으로 수행할 수 있도록 하기위한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서 이동노드와 홈에이전트 사이에서 교환되는 트래픽 보호를 위해 필요한 IPSec의 보안연계를 분배하는 방법에 대한 연구는 주요 이슈가 되고 있다. 하지만 기존 방법들은 IPSec의 동작을 위한 완전한 보안연계를 분배하지 않고 다만 인증키를 생성할 수 있는 키 재료만을 분배하는 방법만 제안하고 있다. 따라서 이러한 방법으로는 이동노드와 홈에이전트 사이의 트래픽을 보호하기 위해 IPSec을 사용할 수 없으며, IPSec 사용을 위해서는 별도로 완전한 보안연계를 분배해야 한다는 문제를 가지고 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 이동 노드와 홈 에이젼트가 제공하는 정보에 기반하여 AAA 기반 구조내의 AAA 홈 서버가 완전한 IPsec 보안 연계를 구성할 수 있는 정보를 제공함으로써 보안 연계 협상 과정에서 발생하는 부담을 경감하 는 AAA 기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 방법 및 그 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 AAA 기반 구조와 연동된 모바일 IPv6환경에서 이동 노드와 홈에이전트간에 IPSec 보안 연계를 분배하는 IPSec 보안 연계 분배 방법에 있어서,
상기 이동 노드가 상기 AAA기반구조로 보안 연계 분배에 필요한 정보를 요청하면 소정의 인증 절차를 거쳐 상기 홈에이전트에 보안 연계 분배를 요청하는 과정;
상기 홈에이전트로부터 보안 연계 분배 요청의 정책 정보와 일치하는 정책의 존재 여부와 알고리듬 선택 메시지를 수신하면 그 메시지를 바탕으로 보안 연계 구성 정보를 생성하는 과정;
상기 과정에서 생성된 보안 연계 정보 메시지를 상기 이동 노드 및 상기 홈 에이전트로 분배하는 과정을 포함하며,
상기 보안 연계 구성 정보 생성 과정은
상기 홈에이전트에서 상기 보안연계 분배 요청의 정책 정보와 일치하는 정책이 존재하는가를 검색하는 과정;
상기 검색 과정에서 요청된 정책 정보와 일치하는 정책이 존재할 경우 홈에이젼트가 알고리즘 리스트에서 지원 가능한 알고리즘을 랜덤하게 선택한 후 그 일치하는 정책 존재 여부와 선택된 알고리즘 정보를 포함하는 메시지를 생성하고, 상기 일치하는 정책이 존재하지 않거나 지원 가능한 알고리즘이 없을 경우 그에 해당 하는 메시지를 생성하는 과정;
상기 홈에이전트에서 생성된 정책 및 알고리즘 메시지를 수신하면 그 정책 및 알고리즘에 따른 보안연계 구성 정보들을 생성하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 AAA기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 시스템을 도시한 것이다.
도 1의 시스템은 이동노드(Mobile Node:MN), 홈에이전트(Home Agent:HA), AAA 로컬 서버(AAAL), AAA 홈 서버(AAAH), 어텐던트(Attendant)를 구비하며, 상기 AAA 로컬 서버(AAAL), AAA 홈 서버(AAAH), 어텐던트(Attendant)들이 AAA 기반 구조를 형성한다.
도 1을 참조하면, 이동 노드(MN)는 홈망(120)과 외부망(110)을 이동해 다니면서 IP 주소의 변경없이 연결점을 바꾸는 이동 호스트이다.
홈에이전트(HA)는 단말노드가 외부망 혹은 외부링크로 이동하였을 경우에 홈망(120)에서 단말 노드(MN)를 대신하여 패킷을 수신하고 단말노드(MN)로 이를 전송해주는 역할을 하는 라우터이다.
AAA 로컬 서버(AAAL)는 이동 노드(MN)의 인증 요청을 받아 홈망(120)의 AAA 홈 서버(AAAH)로 전달해 주는 이동 노드(MN)가 방문한 망의 AAA 서버이다.
AAA 홈 서버(AAAH)는 AAA 로컬 서버(AAAL)로부터 전달되는 이동 노드(MN)의 인증요청을 받아 인증처리를 하는 홈망의 AAA 서버이다.
어텐던트(Attendant)는 이동노드(MN)가 방문한 망에서 인터넷 접속의 접점을 제공하는 라우터이다.
도 1의 AAA기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 시스템에서 다음 사항을 가정한다.
이동 노드(MN)는 자신이 사용할 홈 에이전트(HA)를 이미 알고 있다.
이동 노드(MN)와 홈에이전트(HA) 사이에 IPSec에 대한 정책은 미리 설정되어 있다.
이동 노드(MN)와 AAA 홈 서버(AAAH) 사이는 비밀 정보 KEYAAAH-MN와 임의의 해쉬 알고리즘 H()를 사전에 공유하고 있다.
AAA 홈 서버(AAAH)와 홈에이전트(HA) 사이의 통신은 IPSec이나 SSL(Secure Sockets Layer)과 같은 별도의 보안 프로토콜에 의해서 보호된다.
도 2는 본 발명에 따른 AAA기반 구조를 통한 IPSec 보안 연계 분배 방법의 흐름도이다.
먼저, 이동 노드(MN)는 최초에 홈망(120)에 접속하여 홈 주소(홈망(120)에서 할당받은 영구 IP 주소)를 할당받게 되고, 홈망(120)에 위치하는 동안 이동 노드(MN)는 홈 주소를 통하여 일반적인 IP 통신을 수행한다. 만약 이동 노드(MN)가 홈망(120)을 벗어나 외부망(110)으로 이동해 접속을 하게 되면 이동 노드(MN)는 어텐 던트(attendant)를 통하여 홈망(120)으로 인증 요청(AU_REQ)메시지를 전송한다. 이 때, 인증 요청(AU_REQ) 메시지는 AAA 인증을 위한 특정 프로토콜(예: 다이어메타(Diameter), 래디우스(radius)등)에서 제공하는 메시지 타입을 따른다. 또한 이동 노드(MN)는 인증 요청(AU_REQ) 메시지와 함께 이동 노드(MN)의 홈 주소, 홈에이전트(HA)의 주소, 그리고 두 노드에 관련된 정책 정보, 이동 노드(MN)가 지원할 수 있는 알고리즘 리스트를 포함하여 보안 연계 분배를 요청하는 보안연계 요청(SA_REQ) 메시지도 함께 전송한다. 이러한 인증 요청(AU_REQ) 및 보안연계 요청메시지들은 외부망(110)의 AAA로컬 서버(AAAL)을 거쳐 홈망(120)의 AAA홈 서버(AAAH)로 전달된다(212, 214, 216).
이때 AAA홈 서버(AAAH)는 인증 요청(AU_REQ) 메시지를 수신하면 이동노드의 인증 처리를 하고(220) 이를 통과한 경우에만 보안 연계 요청(SA_REQ)메시지를 처리하게 된다. 즉, AAA홈 서버(AAAH)는 이동 노드(MN)의 인증에 실패하면(230) 인증 실패(AU_FAILURE) 메시지를 이동 노드(MN)로 다시 전송하게 되고(232), 인증에 성공하면 보안연계요청(SA_REQ)내에 포함된 홈에이전트(HA) 주소를 목적지로 하여 보안 연계요청(SA_REQ) 메시지를 홈에이젼트(HA)에 전달한다(234).
홈에이전트(HA)는 AAA홈 서버(AAAH)로부터 보안연계요청(SA_REQ) 메시지를 수신하면 정책 데이터베이스(SPD)에서 보안연계요청(SA_REQ)의 정책 정보와 일치하는 정책이 존재하는지를 검색한다(240).
만약 일치하는 정책 정보가 존재할 경우(250), 홈에이전트(HA)는 알고리즘 리스트에서 자신이 지원할 수 있는 알고리즘을 랜덤하게 고른 후(260) 일치하는 정 책의 존재 여부와 선택한 알고리즘 정보를 포함하는 HA_SP_ALG 메시지를 생성하여 AAA홈 서버(AAAH)로 전송한다(262). 만약 일치하는 정책 정보가 존재하지 않거나 알고리즘 리스트에 홈에이전트(HA)가 지원할 수 있는 알고리즘이 없을 경우 홈에이전트(HA)는 NO_SP_EXIST 메시지나 UNMATCHED_ALG 메시지를 AAA홈 서버(AAAH)에게로 전송하고(252), 이동 노드(MN)에게는 인증 성공(AU_SUCCESS)메시지 및 NO_SP_EXIST, UNMATCHED_ALG 메시지를 전송한다(254).
AAA홈 서버(AAAH)가 홈에이젼트(HA)로부터 HA_SP_ALG 메시지를 수신하면 선택된 알고리즘이 사용할 키 및 수명(life time) 등과 같이 완전한 보안연계(SA)를 구성할 수 있는 보안연계구성 정보들을 생성하고(270) 이들로 구성된 홈 에이젼트 보안 연계 정보(HA_SA_INFO) 메시지를 홈에이전트(HA)로 전송한다(272). 이 때 키는 다음과 같이 계산되며, RN은 AAA홈 서버(AAAH)가 생성한 랜덤값 이다.
H(KEYAAAH-MN, 이동단말 홈주소||RN)
또한 AAA홈 서버(AAAH)는 인증 성공(AU_SUCCESS) 메시지와 홈에이전트(HA)에서의 정책 존재여부, 선택된 알고리즘, 그리고 생성한 랜덤값(RN) 등으로 구성된 MN_SA_INFO 메시지를 이동 노드(MN)로 전송한다(274). 단, HA_SA_INFO 메시지와 MN_SA_INFO 메시지는 이동노드(MN)와 홈에이전트(HA)가 완전한 보안연계를 구성할 수 있는 정보를 포함하며, 이는 AAA홈 서버(AAAH)가 설정할 수 있다.
AAA홈 서버(AAAH)로 부터 HA_SA_INFO 메시지를 수신한 홈에이전트(HA)는 해당 메시지에 포함되어 있는 정보에 기반하여 해당 정책에 대한 보안연계를 구성하 고, 이를 보안연계 데이터베이스(SAD)에 저장한다(280). 또한 AAA홈 서버(AAAH)로부터 MN_SA_INFO 메시지를 수신한 이동 노드(MN)의 이동 단말 역시 해당 메시지에 포함되어 있는 정보에 기반하여 해당 정책에 대한 보안연계를 구성하고, 이를 보안연계 데이터베이스(SAD)에 저장한다(290).
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
또한 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 본 발명은 AAA 기반구조와 연동된 모바일 IPv6 환경에서 이동노드와 홈 에이전트 사이의 IPSec 보안연계를 IKE에 의해 분배하지 않고 AAA 서버에 의존함으로써 IKE 수행에 의한 부가적인 통신 오버헤드를 줄여 모바일 IPv6의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 보안연계의 분배 대상인 이동노드와 홈에이전트에 보안연계 자동 협상을 위한 IKE 모듈의 탑재 필요성을 제거하므로, 컴퓨팅 파워 및 전력사용에 한계를 가지는 이동노드의 효율을 높일수 있다.

Claims (7)

  1. AAA 기반 구조와 연동된 모바일 IPv6환경에서 이동 노드와 홈에이전트간에 IPSec 보안 연계를 분배하는 AAA 서버의 IPSec 보안 연계 분배 방법에 있어서,
    상기 이동 노드가 외부망에서 홈망으로 인증 요청 메시지와 함께 상기 AAA기반 구조로 보안 연계 분배를 요청하면 소정의 인증 절차를 거쳐 상기 홈에이전트에 보안 연계 분배에 필요한 정보를 요청하는 과정;
    상기 홈에이전트에서 검색된 보안 연계 분배 요청의 정책 정보와 일치하는 정책의 존재 여부와 알고리듬 선택 메시지를 수신하면 그 메시지를 바탕으로 보안 연계 구성 정보를 생성하는 과정;
    상기 과정에서 생성된 보안 연계 구성 정보 메시지를 상기 이동 노드 및 상기 홈 에이전트로 분배하는 과정을 포함하는 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보안 연계 분배 요청 과정은
    이동 노드로부터 인증 요청 및 보안 연계 분배 요청 메시지를 수신하는 과정;
    상기 이동 노드의 인증을 처리하여 인증 성공이면 상기 보안 연계 분배 요청 을 상기 홈에이젼트로 전송하고, 인증 실패이면 인증 실패 메시지를 상기 이동 노드로 전송하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보안 연계 구성 정보 생성 과정은
    상기 홈에이전트에서 상기 보안연계 분배 요청의 정책 정보와 일치하는 정책이 존재하는가를 검색하는 과정;
    상기 검색 과정에서 요청된 정책 정보와 일치하는 정책이 존재할 경우 홈에이젼트가 알고리즘 리스트에서 지원 가능한 알고리즘을 랜덤하게 선택한 후 그 일치하는 정책 존재 여부와 선택된 알고리즘 정보를 포함하는 메시지를 생성하고, 상기 일치하는 정책이 존재하지 않거나 지원 가능한 알고리즘이 없을 경우 그에 해당하는 메시지를 생성하는 과정;
    상기 홈에이전트에서 생성된 정책 및 알고리즘 메시지를 수신하면 그 정책 및 알고리즘에 따른 보안연계 구성 정보들을 생성하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보안연계 구성 정보 메시지는 인증 성공 정보, 홈 에이전트의 정책 존재 여부, 선택된 알고리즘, 알고리즘 키이 값을 포함하는 것을 특징으로 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 선택된 알고리즘이 사용하는 키는
    H(KEYAAAH-MN, 이동단말 홈주소||RN)이며, 여기서 RN은 AAA홈 서버(AAAH)가 생성한 랜덤값 임을 특징으로 하는 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보안 연계 정보 분배 과정은
    상기 정책 및 알고리즘 따라 생성된 보안연계 구성 정보 메시지를 상기 홈에이전트로 전송하고,
    상기 인증 성공 메시지와 상기 보안연계 구성 정보 메시지들을 상기 이동 노드로 전송하는 것임을 특징으로 IPSec 보안 연계 분배 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 홈에이전트 및 이동 노드에서 각각 상기 보안연계 구성 정보 메시지에 포함된 정보를 근거로 해당 정책에 대한 보안 연계를 구성하여 보안 연계 데이터 베이스에 저장하는 과정을 더 포함하는 것임을 특징으로 IPSec 보안 연계 분배 방법.
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